Генеральчик Захар Иванович

Введение

Применение холода для сохранения пищевых продуктов известно давно. Для этого использовали сначала лед и снег, а затем смеси льда с солью, что позволило получить температуры ниже 0°С. В XIX в. появились промышленные холодильные машины. Первая холодильная машина была изобретена в 1834 г. англичанином Перкинсоном. В качестве холодильного агента был применен этиленовый эфир. Позднее в 1871 г. француз Тенье создал машину, работающую на метиловом эфире, а в 1872 г. англичанин Бойль изобрел холодильную машину, в которой использовал аммиак.

В нашей стране холодильные машины в промышленном масштабе впервые были применены в 1888 г. на рыбных промыслах в Астрахани. В 1889 г. были сооружены две холодильные установки на пивоваренных заво дах. Первый производственный холодильник емкостью 250 т был построен в 1895 г. в Белгороде. Перевозки продуктов в железнодорожных вагонах с ледяным охлаждением начались в 1860 г. Однако в дореволюционной России холодильная техника была развита слабо. В 1917 г. в стране насчитывалось всего 58 холодильников общей емкостью 57 тыс. т. и холодопроизводительностью около 24 тыс. кВт. Холодильный транспорт состоял из 6500 двухосных железнодорожных вагонов с ледяным охлаждением и одного рефрижераторного судна грузоподъемностью 185т.

Применение искусственного холода в широких масштабах в нашей стране началось после Великой Октябрьской социалистической революции. За годы Советской власти построены крупные холодильники в мясной, рыбной, молочной и других отраслях пищевой промышленности, а также на транспорте. Уже в 1941 г. емкость холодильников в нашей стране составляла 370 000 т.

Наряду с ростом холодильной емкости постоянно развиваются холодильное машиностроение и приборостроение. Холодильные машины выпускают преимущественно в виде автоматизированных агрегатов. Большое внимание уделяют конструированию и изготовлению малых автоматизированных холодильных машин.

Малые холодильные машины получили широкое распространение в торговле и общественном питании (холодильные шкафы, камеры, прилавки, витрины, охлаждаемые торговые автоматы), в быту (холодильники, кондиционеры), на транспорте, в сельском хозяйстве, медицине и других отраслях народного хозяйства. В торговле и общественном питании страны общее количество малых холодильных установок превышает 2 млн. единиц. В быту используются десятки миллионов холодильников.

Широкое развитие получил холодильный транспорт. Железнодорожный холодильный транспорт заметно пополнился составами, секциями и отдельными автономными вагонами с машинным охлаждением. Увеличилось количество судов-холодильников, оснащенных современным

холодильным оборудованием. Создан заново автомобильный холодильный транспорт.

Для сохранения и переработки всевозрастающего количества пищевых продуктов необходимо увеличивать объемы и повышать темпы строительства холодильников и холодильного оборудования, а также технически совершенствовать существующие холодильные предприятия. В ближайшие годы намечено значительно увеличить емкость холодильников в пищевой, мясной и молочной промышленности. Увеличатся холодильные емкости и в системе торговли, в сельском хозяйстве. Их предстоит оснастить новейшим холодильным оборудованием с большей степенью заводской готовности, автоматизации и механизации производственных процессов.

1. Технико-экономическое обоснование проекта

Проект Заготовительного холодильника рынка ёмкостью 70 тонн для краткосрочного хранения продуктов.

В холодильниках, сооружаемых в районах заготовки пищевых продуктов (яиц, фруктов), осуществляют сортировку, первичную холодильную обработку (охлаждение и замораживание), а также непродолжительное (10-20 дней) хранение продуктов до отправки в районы потребления.

Заготовительные холодильники так же, как и производственные, оснащены мощными холодильными установками. Они являются первым звеном непрерывной холодильной цепи.

Они, как правило, являются самостоятельным предприятием и имеют относительно большую производительность при небольшой вместимости помещений для хранения продукции.

Холодильник находится на севере Беларуси в городе Витебске. Среднегодовая температура 5.4^оС , летняя 28^оС, зимняя 23^оС. Относительная влажность летом 56%, зимой 61%.

В зданиях холодильника предусматриваю устройство внутренних водопроводных сетей.

Вода подаётся на хозяйственно-бытовые и производственные нужды. Также вода на холодильник подаётся для пожаротушения зданий холодильника.

Вода на холодильник подаётся из сетей городского водоканала.

В зданиях холодильника применена городская система канализации для отведения всех сточных вод.

В качестве нагревательных приборов применяются радиаторы.

Теплоснабжение берётся из городской ТЭЦ.

Электроснабжение осуществляется по одной воздушной линии от городской электросети.

Проектируемый холодильник специализируется на заготовке фруктов и овощей.

Фрукты: яблоки и груши

Овощи: картофель, морковь, капуста и свекла.

Холодильник предназначен для хранения фруктов и овощей принятых для населения во время периода заготовки в течении 5 - ти суток и передачи продуктов на специализированные предприятия для дальнейшей переработки, а также для реализации в торговую сеть.

1.2. Определение ёмкости холодильника

Е_ф = Е_усл/а, т. [ 2 ] c. 17 (1)

где Е_ф – фактическая ёмкость камер

Е_усл – условная ёмкость камер.

а – коэффициент перерасчёта.

Распределяю условную ёмкость по продуктам хранения по 35 тонн на фрукты, картофель 20 тонн остальное всё в месте 15 тонн.

1. Е_ф = 35/0,78 = 45 т. а = 0,78 для яблок и груш при укладке в контейнера [ 1 ] c. 16

2. Е_ф = 20/0,7 = 29 т. а = 0,7 для картофеля при укладке в контейнера

[ 1 ] c. 16

3. Е_ф = 15/0,96 = 16 т. а = 0,96 для капусты, свеклы и моркови при укладке в контейнера [ 1 ] c. 16

Е_ф = 90 тонн.

1.2.1. Определение максимального суточного выпуска и поступления грузов на холодильник

М_пост = М_вып = (Е_ф / Z) ∙ m_пост, т/сут [ 2 ] c. 18 (2)

где Е_ф – фактическая ёмкость камер

Z – срок хранения, сут.

m_пост – коэффициент неравномерности поступления грузов на холодильник [ 1,5 ÷ 2,5 ]

М_пост = М_вып = (90 /5)∙2,5 = 45 т/сут

Длинна автомобильной платформы

L_авт=(n_авт B_авт φ_перτ_авт /8)m_авт , м [ 2 ] c. 19 (3)

М_авт = 0,7 М_пост+ 0,2М_вып, т/сут; [ 2 ] c. 19 (4)

где n_авт – число машин, прибывших на холодильник с грузом и за грузом, шт.

φ_пер – доля машин, прибывших в первую смену (φ_пер = 0,6 ÷ 1 )

B_авт – ширина кузова автомашины с расстояниями между двумя автомашинами (В = 3 ÷ 4 ) м.

τ_авт – время разгрузки или загрузки автомашины, ч. ( 0,5 )

m_авт – неравномерность поступления автомашин. (m_авт = 1,5 )

8 – продолжительность смены, ч.

n_авт = М_авт / g_авт η_исп [ 2 ] c. 19 (5)

где М_авт – суточное поступление грузов.

g_авт – грузоподъёмность одной машины ( 3÷5 ) тонн.

η_исп – коэффициент использования грузоподъёмности автомашин ( 0,5 ÷ 0,7 )

М_авт = 0,7 ∙ 45 + 0,2 ∙ 45 = 40,5 т/сут;

n_авт = 40,5 / 5 ∙ 0,7 = 11,6 шт.

L_авт=(11,6 ∙ 3 ∙ 0,6 ∙ 0,5 /8)1,5 = 2 м.

Принимаю длину авто платформы 4 метра.

2. Схема технологического процесса

Схема технологического процесса на холодильнике хранения продуктов.

1

2

3

+12

4

-0

+2

5

+12

6

+12

7

+12

1 – приёмка. 2 – сортировка. 3 – взвешивание. 4 – кратковременное хранение. 5 – экспедиционные работы. 6 – взвешивание. 7 – выпуск.

3. Условия хранения пищевых продуктов

Овощи и фрукты хранятся в деревянных контейнерах.

Продукты размещаются по рядно, по 3 контейнера в высоту.

Высота штабеля 3 метра.

Способ охлаждения непосредственный.

Условия хранения пищевых продуктов Таблица 1

наименование	Температура хранения оС	Относительная влажность воздуха %
Яблоки и груши	+ - 0 ÷ -1	90
картофель	2 – 4	90
свекла и морковь	-1 ÷ 2	90
капуста	2 ÷ -1	90

Температура поступления продуктов принимаю + 20 ⁰С

Температуры хранения продуктов принимаю следующие:

Яблоки и груши 0 ⁰С.

Картофель 2 ⁰С.

Свекла и морковь 2 ⁰С.

Капуста 2 ⁰С.

Принимаю 3 камеры хранения: 1 камера хранения яблок и груш

2 камера хранения картофеля

3 камера хранения свеклы моркови и капусты

4. Расчет производственных и вспомогательных площадей

4.1. Площадь камер хранения.

4.1.1. Грузовой объём камер

V_гр = Е/q_F м³ [ 2 ] c. 21 (6)

где Е – ёмкость камеры, т.

q_F – норма загрузки, т ⁄ м³

Камера 1

q_F = 0.45 т/м² [ 1 ] c. 16

V_гр = 45/0,45 = 100 м³

Камера 2

q_F = 0.5 т/м² [ 1 ] c. 16

V_гр = 29/0,5 = 58 м³

Камера 3

q_F = 0.37 т/м² [ 1 ] c. 16

V_гр = 16/0,37 = 43 м³

4.1.2. Грузовая площадь камер

F_гр = V_гр/h_гр м² [ 1 ] c. 24

Принимаю высоту штабеля 3 метра [ 1 ] c. 24

Камера 1

F_гр =100/3 = 33,3 м²

Камера 2

F_гр = 58/3 = 19,3 м²

Камера 3

F_гр = 43/3 = 14,3 м²

4.1.3. Строительная площадь камер

F_стр = F_гр/β_F м² [ 1 ] c. 25 (7)

β_F = 0,7 [ 1 ] c. 25

Камера 1

F_стр = 33,3 /0,7 = 48 м²

Камера 2

F_стр = 19,3 /0,7 = 28 м²

Камера 3

F_стр = 14,3 /0,7 = 21 м²

4.2. Площадь вспомогательных помещений

F_всп = ( 0,2 – 0,4 ) F_стр м² [ 2 ] c. 22 (8)

F_всп = 0,4 ∙ 97 = 39 м²

4.3. Площадь служебных помещений

F_служ = ( 0,05 – 0,1 ) F_стр м² [ 2 ] c. 22 (9)

F_служ = 0,1 ∙ 97 = 9,7 м²

4.4. Площадь холодильника в контуре изоляции

F_хол. = F_стр + F_всп. , м² [ 2 ] c. 22 (10)

F_хол. = 97 + 39 = 136 , м²

4.5. Общая площадь помещений холодильника

F_хол. = F_стр + F_всп. + F_служ, м² [ 2 ] c. 22 (11)

F_хол. = 97 + 39 + 9,7 = 145,7 м²

5. Расчёт средств механизации

Перевозка грузов осуществляется при помощи ручных, грузовых тележек.

Грузы более 500 кг. перевозят электропогрузчиками грузоподъёмностью до 1000 кг.

На автомобильной платформе устанавливают врезные весы.

Количество механизмов нужных для производства погрузо-разгрузочных работ определяется в результате деления общего суточного объёма работ, который может быть выполнен одним типом механизмов.

n = [ 2 ] c. 23 (12)

n = = 3 шт.

Принимаю 3 тележки с низким и высоким подъёмом вил марки ТГВ - 250 [ 10 ] c. 41-42

6. Разработка и планировка холодильника, ее описание

При разработке планировки согласно условиям проекта можно незначительно уменьшать или увеличивать размеры помещений для удобства проектирования.

Высота до балки 3,5 м.

Принимаю сетку колон 6х12, колонна 400х400мм, балка 0,89х12м.

Конечные размеры:

1камера – 49,5м²

2камера – 31,5м²

3камера – 24 м²

Вспомогательное помещение – 30 м²

Служебное помещение 9 м²

Общая площадь холодильника 144 м²

Площадь автомобильной платформы 8 м²

После планировки требуется уточнить ёмкость камер хранения.

Е_кам = F_cтр ∙ q_F ∙ h_гр ∙ β_F т. [ 1 ] c. 25 (13)

Камера 1

Е_кам = 49,5 ∙ 0,45 ∙ 3 ∙ 0,7 = 48 т

Камера 2

Е_кам = 31,5 ∙ 0,5 ∙ 3 ∙ 0,7 = 33 т

Камера 3

Е_кам = 24 ∙ 0,37 ∙ 3 ∙ 0,7 = 19 т

Общая ёмкость Е_общ = 100 тонн.

Планировку заношу в Приложение 1